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煤矿安全监控系统升级改造研究摘要。针对汾西矿务局贺西煤矿kj95n安全监控系统存在的一些不足进行了升级改造研究。通过升级改造提高了该矿安全监控系统的技术性能、安全可靠性和应用水平。关键词：煤矿；安全监控系统；应用；升级改造研究煤矿监测监控系统一般由传感器、执行机构、分站、传输接口、主机、系统软件等构成用来监测ch4、co、co2、o2等气体浓度预防有毒有害气体超限；监控风压、风筒、风门状态及局部通风机开机停机等保证矿井供风正常；具有当所监控项目出现异常时自主报警、断电闭锁等功能。随着煤矿技术的进步监控系统已趋于完善但仍存在一些问题：监测监控系统厂家产品众多但产品兼容性较差；系统功能存在缺陷不能有效解决一些较低频率发生的安全问题；传感器使用寿命短、调校周期短稳定性和可靠性能不尽人意。因此对于安全监控系统的持续研究和不断试验仍需进行大量的理论实践。1现有系统概况贺西煤矿采用kj95n煤矿安全监控系统已累计运行14a系统总体使用稳定能满足煤矿的安全需要但依然存在如下不足：a）虽然传感器能适用于采掘工作面应用场所但防护等级达不到ip65要求；b）系统具有预警、报警功能但未达到升级改造方案所要求的分级报警要求；c）系统可接入瓦斯抽放监测、矿井压力监测、采空区监测等系统但多网、多系统融合程度低未实现井下多系统设备共缆通信即井下设备级数据融合；d）部分性能指标不满足要求：（a）异地断电时间为2倍巡检周期在煤与瓦斯突出等极端情况下不能快速断电无法满足煤矿安全生产要求；（b）备用电源能维持断电后正常供电时间2h不满足4h的指标要求；（c）模拟量传输处理误差不超过1%不满足不超过0.5%的指标要求；e）无存储加密功能。因此有必要对贺西煤矿在用kj95n安全监控系统进行升级改造。2主要研究试验内容a）煤矿安全监控系统快速异地断电调度算法的研究。通过研究分析异地断电的原理、目标及目前异地断电的实现方法形成异地断电控制的新算法原aq6201—2006煤矿安全监控系统通用技术要求中规定异地断电时间不大于2个巡检周期（60s）本项目形成的异地断电控制算法保证异地断电控制能在10s之内完成；b）基于无主模式的新型安全监控系统架构研究。该系统采用工业以太网+现场总线的无主采集方式计算机与传输接口（含智能网关）通过以太网连接计算机不再作为巡检主机对分站进行一一巡检并得到分站的回复智能网关替代了计算机的功能来巡检分站并将得到的数据直接上传给计算机无需等待从而加快响应时间；c）煤矿安全监控系统大容量数据压缩传输、存储算法的研究。通过分析目前监控系统中数据的特点研究系统数据的压缩算法使系统总线上传输的数据均为有用数据使系统数据量大大减小提高数据传输的效率；d）传感器、电源等设备智能识别即插即用方法的研究。系统的各组成设备正常安装后传感器、执行器、电源等设备通过即插即用的方式将编码的设备信息数据发送至分站及业务主机完成设备的即插即用通过地面软件简单操作即可完成设备配置投入工作；e）分级报警模型及传感器实现方法的研究。通过对建立分级报警模型及传感器实现方法的研究形成新的传感器报警机制。根据系统对传感器分级报警点的设定系统及传感器均实现分级报警；f）井下多系统数据融合装置研究。研究一款低功耗、运算速度快、数据存储容量大、具有有线与无线接口且抗干扰能力强的采集装置实现井下多个异构系统的数据采集、控制能适应于井下干扰大、环境恶劣的工况条件并能24h连续稳定可靠工作；g）井下安全监控类系统数据、信息融合传输方法研究。针对井下不同安全监控类系统的性能、功能特点及井下矿井巷道管状结构、复杂恶劣干扰工况环境对系统现场数据传输的影响研究基于不同异构网络的传输控制方法尤其在低速传输链路条件下的数据传输调度算法在已承载不同系统不同传输带宽、传输速率大小容量数据包情况下满足各类系统性能及功能中对数据传输实时性的要求。3研究的总体设计系统传输采用典型工业环网+现场总线传输架构采用目前煤矿应用比较成熟的rs485总线该总线抗干扰能力强网络拓扑符合煤矿现场应用系统工作原理采用多主结构、事件主动上传、传输压缩算法机制缩短系统的巡检周期和异地断电时间实现窄带优先传输和断线续传。开发无线信号转换器接收人员定位信号无线传输后自动接入系统以实现多系统井下的链路融合。在部分采掘工作面、回风流及总回风处安装激光甲烷传感器满足煤矿对新设备应用的要求传感器防护等级提高到ip65提高传感器工作的稳定性与可靠性。煤矿安全监控系统改造方案采用更换关键设备的方式如分站、电源实现系统数字化传输根据煤矿实际情况安装数字式传感器实现多系统融合。a）地面部分。为了确保多系统融合的处理时效和安全地面部分需要建设一套软件平台和硬件平台。